物理实验技术中的激光干涉仪操作指引
激光干涉仪是物理实验中重要的测量工具之一，广泛应用于光学实验、精密测
量和科学研究等领域。在使用激光干涉仪进行实验或测量时，正确的操作方法和技巧至关重要。本文将为大家介绍一些激光干涉仪的操作指引和注意事项。
一、激光干涉仪的基本概念和组成
激光干涉仪是利用激光光束经过分束器分成两束，分别经过两道光程不同的光路，然后再经过复合器合成一束光，通过观察干涉条纹的变化来测量物体的长度、位移等参数的一种光学仪器。它的主要组成部分包括激光源、分束器、反射镜、光程差调节器、检测器等。
二、激光干涉仪的操作步骤
1. 准备工作
在进行激光干涉仪实验之前，首先要进行准备工作。检查激光器的工作状态，
确保其正常工作，并注意激光束的安全操作。
2. 调整分束器
使用调节器，使得激光束通过分束器时，两束光的强度相等。调整分束器时要
小心操作，尽量避免手触碰到光路部分。
3. 调整反射镜
调整反射镜的位置和角度，确保两束分光束在接收器处相干叠加形成干涉条纹。反射镜的调整要精确，并注意防止其移动或倾斜。
4. 调整光程差调节器
光程差调节器的作用是调整两路光的光程差，从而改变干涉条纹的位置和形状。通过微调光程差调节器，观察干涉条纹的变化，并找到所需的测量状态。
5. 观察和记录数据
在调整光程差后，我们可以通过观察干涉条纹的位置和形态来得到所需的测量
结果。使用检测器，将干涉条纹的信息转化为电信号，并通过适当的设备进行记录和分析。
三、激光干涉仪操作中的注意事项
1. 安全注意
激光光束具有高能量和强聚焦性，因此在操作激光干涉仪时应特别注意激光的
安全使用。避免直接注视激光光束，正确佩戴防护眼镜，禁止将激光照射到他人身上。
2. 灵敏性注意
激光干涉仪的调整和操作需要非常小心和细致，避免剧烈移动或碰撞设备。尤
其是在调整分束器、反射镜和光程差调节器时，要尽量避免让手接触到光路部分，以免引起误差。
3. 温度控制
激光系综的精度和稳定性受到温度的影响较大，因此在操作激光干涉仪时应注
意环境温度的控制。过高或过低的温度都会对系统的性能和实验结果产生影响。
4. 精度和标定
在进行测量前，要确保仪器达到了足够的精度并进行了合适的标定。尤其是在
进行高精度测量时，要注意使用合适的设备和标准参考。
四、实验案例
为了更好地理解激光干涉仪的操作方法和技巧，下面给出一个实验案例：
根据干涉仪的设计和操作方法，我们可以使用激光干涉仪来测量金属板的膨胀系数。首先，将金属板固定在实验台上；然后将激光束通过分束器分成两道光路，通过反射镜和光程差调节器调整两道光的光程差；最后观察干涉条纹的变化，并通过测量干涉条纹的位移来计算出金属板的膨胀系数。
五、总结
激光干涉仪是一种重要的物理实验技术工具，能够用于光学实验、精密测量和科学研究等领域。在操作激光干涉仪时，我们需要注意激光的安全使用、仪器的精度和稳定性以及温度的控制等因素。正确的操作方法和技巧能够提高实验的准确性和可靠性。通过本文的介绍，相信读者已经对激光干涉仪的操作有了一定的了解，能够更好地应用于实验和测量中。
实验一 F-P 照相法测量激光的谱线宽度 （设计性实验） 【实验目的】 1． 了解F-P （法布里－珀罗）干涉仪的结构及工作原理。 2． 掌握照相法测量激光谱线宽度的原理及光路。 【实验原理】 一．法布里－珀罗干涉仪 1899年法国的物理学家法布里（Fabry ）和珀罗（Perot ）创制的法布里－珀罗干涉是基于分振幅法的多光束干涉仪。由于它所产生的条纹非常锐利，一直是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具；它还是激光谐振腔的基本结构。 F-P 干涉仪的结构图如图1.1所示，21,G G 是两块具有很小契角（一般约为035'-'）的平板玻璃，相对两名互相平行，并度有高反射率（90％以上）的反射膜。入射光在21,G G 两相对面上多次反射和折射后，产生多束相干透射光，并在透镜2L 的后焦面上形成等倾圆环条纹，与迈克耳逊干涉仪的等倾圆环条纹相似，但条纹要细锐明亮的多。如果21,G G 两板间的距离用间隔器固定，称为法布里－珀罗标准具。如果两板间的距离h 可以调节，则称为法布里－珀罗干涉仪。 设单色光束从玻璃板进入空气薄层的振幅反射比为r ，透射比为t ；反过来，从空气层进入玻璃板的振幅反射比为r '，透射比为t '。设入射光的振幅为A ，现将从薄层透射出来的各种光束的振幅标明在图1.2上。 因为反射引起的相位跃变将由r r '与反映，所以相邻两透射光束之间的相位差为： i h c o s 222λ π λ π δ= ?= （1－1） 取第一束透射光的处相位为0，各透射光束的复振幅依次为： A 2' A 4' i P 1G 2G 1L 2L S i 图1.1 法布里－珀罗干涉仪 d
物理实验技术中的激光干涉仪操作指引 激光干涉仪是物理实验中重要的测量工具之一，广泛应用于光学实验、精密测 量和科学研究等领域。在使用激光干涉仪进行实验或测量时，正确的操作方法和技巧至关重要。本文将为大家介绍一些激光干涉仪的操作指引和注意事项。 一、激光干涉仪的基本概念和组成 激光干涉仪是利用激光光束经过分束器分成两束，分别经过两道光程不同的光路，然后再经过复合器合成一束光，通过观察干涉条纹的变化来测量物体的长度、位移等参数的一种光学仪器。它的主要组成部分包括激光源、分束器、反射镜、光程差调节器、检测器等。 二、激光干涉仪的操作步骤 1. 准备工作 在进行激光干涉仪实验之前，首先要进行准备工作。检查激光器的工作状态， 确保其正常工作，并注意激光束的安全操作。 2. 调整分束器 使用调节器，使得激光束通过分束器时，两束光的强度相等。调整分束器时要 小心操作，尽量避免手触碰到光路部分。 3. 调整反射镜 调整反射镜的位置和角度，确保两束分光束在接收器处相干叠加形成干涉条纹。反射镜的调整要精确，并注意防止其移动或倾斜。 4. 调整光程差调节器
光程差调节器的作用是调整两路光的光程差，从而改变干涉条纹的位置和形状。通过微调光程差调节器，观察干涉条纹的变化，并找到所需的测量状态。 5. 观察和记录数据 在调整光程差后，我们可以通过观察干涉条纹的位置和形态来得到所需的测量 结果。使用检测器，将干涉条纹的信息转化为电信号，并通过适当的设备进行记录和分析。 三、激光干涉仪操作中的注意事项 1. 安全注意 激光光束具有高能量和强聚焦性，因此在操作激光干涉仪时应特别注意激光的 安全使用。避免直接注视激光光束，正确佩戴防护眼镜，禁止将激光照射到他人身上。 2. 灵敏性注意 激光干涉仪的调整和操作需要非常小心和细致，避免剧烈移动或碰撞设备。尤 其是在调整分束器、反射镜和光程差调节器时，要尽量避免让手接触到光路部分，以免引起误差。 3. 温度控制 激光系综的精度和稳定性受到温度的影响较大，因此在操作激光干涉仪时应注 意环境温度的控制。过高或过低的温度都会对系统的性能和实验结果产生影响。 4. 精度和标定 在进行测量前，要确保仪器达到了足够的精度并进行了合适的标定。尤其是在 进行高精度测量时，要注意使用合适的设备和标准参考。 四、实验案例
用激光干涉仪系统进行精确的线性测量 最佳操作及实践经验 1 简介 本文描述的最佳操作步骤及实践经验主要针对使用激光干涉仪校准机床如车床、铣床以及坐标测量机的线性精度。但是，文中描述的一般原则适用于所有情况。与激光测量方法相关的其它项目，如角度、平面度、直线度和平行度测量不包括在内，用于实现0.微1米即 以下的短距离精度测量的特殊方法（如真空操作）也不包括在内。 微米是极小的距离测量单位。（1微米比一根头发的1/2还5细。由于太细，所以肉眼无法看到，接近于传统光学显微镜的极限值）。可实现微米级及更高分辨率的数显表的广泛使用，为用户提供了令人满意的测量精度。尽管测量值在小数点后有很多位数，但并不表明都很精确。（在许多情况下精度比显示的分辨率低10-1倍0）0。实现1微米的测量分辨率很容易，但要得到1微米的测量精度需要特别注意一些细节。本文描述了可用于提高激光干涉仪测量精度的方法。 2 光学镜组的位置 光学镜的安放应保证其间距变化能够精确地反映待校准机器部件的线性运动，并且不受其它误差的影响。方法如下： 2.1 使Abbe（阿贝）偏置误差降至最低 激光测量光束应当与需要校准的准线重合（或尽量靠近）。例如，要校准车床轴的线性定位精度，应当对测量激光光束进行准直，使之靠近主轴中心线。（这样可以极大降低机床俯仰或扭摆误差对线性精度校准数据的影响。 2.2 将光学镜组固定牢靠 要尽量减小振动影响并提高测量稳定性，光学镜组应牢牢固定所需的测量点上。安装支柱应尽可能短，所有其它紧固件的横截面都应尽量牢固。磁力表座应直接夹到机床铸件上。避免将其夹到横截面较薄的机器防护罩或外盖上。确保紧固件表面平坦并没有油污和灰尘。 2.3 将光学镜组直接固定在相关的点上 材料膨胀补偿通常只应用在与测量激光距离等长的材料路径长度上。如果测量回路还包括附加的结构，该“材料死程”的任何热膨胀或收缩或因承载而发生的偏斜都将导致测量误差。为尽量减少此类误差，最好将光学镜组直接固定到所需的测量点上。在机床校准中，一个光学镜通常固定在工件夹具上，而另一个光学镜组则固定在刀具夹具上。激光测量将会精确地反映刀具和工件之间发生的误差。即使机器防护系统和机器盖导致难于接近，也一定要尽量将干涉镜和角锥反射镜都固定到机器上。不要将一个光学镜安装在机器内部而另一个安装在外部如支在机器外地面的三脚架上，因为整台机器在地基上的移动可能导致校准无效。然而，是否拆下导轨防护罩时需仔细考虑，因为这可能改变机器性能。 2.4 使干涉镜保持静止不动 在安放激光头和光学镜的位置时，尽量使干涉镜在测量时处于静止状态。这样可以避免由于移动干涉镜可能使光束发生偏转而出现的误差。 2.5 光学镜应在运动轴的一端尽可能靠近 调整光学镜组的位置，使干涉镜和角锥反射镜在运动轴的一端靠近。这样调光更容易，并极大降低空气死程（见下文）。
实验3.14 迈克尔逊干涉仪的调整与使用 实验简介 迈克尔逊干涉仪是一种分振幅的双光束干涉测量仪器，是美国科学家迈克尔逊（A.A.Michelson）于1881年设计制造的一种精密干涉测量仪器，可用于测量光波波长、折射率、物体的厚度及微小长度变化等，其精度可与光的波长比拟。 迈克尔逊干涉仪在历史发展史上起了很大的作用，迈克尔逊及其合作者曾用此仪器做了“以太漂移”实验、用光波波长标定米尺长度、推断光谱精细结构三项著名实验，第一项实验解决了当时关于“以太”的争论，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础，第二项实现了长度单位的标准化（用镉红光作为光源标定标准米尺长度，建立了以光波为基准的绝对长度标准），第三项工作研究了光源干涉条纹可见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱。迈克尔逊和莫雷因在这方面的杰出成就获得了1907年诺贝尔物理学奖。 迈干仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性，根据迈克尔逊干涉仪基本原理发展的精密干涉测量仪器已经广泛应用于生产和科研领域。因此，了解它的基本结构，掌握其使用方法很有必要。 实验目的 1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理，掌握其调试方法 2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及白光干涉条纹 3、学会用迈克尔逊干涉仪测量激光波长及钠光双线波长差 实验原理 1、迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理
迈干仪由分光镜1G 、补偿板2G 、两反射镜1M 、2M 和观察屏E 组成，分光镜的后表面镀有半透半反射膜，将入射光分成两束，一束透射光1，一束反射光2，这两束光分别被1M 、2M 反射后，经半透半反射膜的反射和透射在观察屏上相遇，由于这两束光是相干光，在屏上干涉产生干涉条纹，其光路如上图所示。‘2M 是2M 被分光镜反射所成的像，光束1和光束2之间的干涉等效于1M 、‘2M 之间空气膜产生的干涉。补偿板是一个与分光镜平行放置且材料、厚度完全相同的玻璃板，其作用是补偿两束光使得两束光在玻璃中的光程相等。由于玻璃的色散，不同波长的光在干涉仪中具有不同的光程差，无法观测白光干涉条纹，在分光镜1G 和反射镜2M 之间加入补偿板，这两束光在相同的玻璃中都穿过三次，不同波长的光在干涉仪中具有相同的光程差，这对观察白光干涉很有必要。反射镜1M 、2M 分别装在相互垂直的两个臂上，反射镜2M 位置固定（称为定镜），1M 位置固定在滑块上，可通过转动粗调手轮、微调手轮沿臂长方向移动（称为动镜），在该方向上附有主尺，其位置可通过主尺、粗调手轮上方读数窗口及微调手轮示数读出，其读数原理与千分尺读数原理相同。粗调手轮转动一周，动镜2M 沿臂长方向上移动1mm ，手轮上刻有100个刻度，因此粗调手轮每转动一个小刻度相当于动镜沿臂长方向移动0.01mm ，微调手轮转动一周，相当于粗调手轮转动一个小刻度，手轮上也刻有100个刻度，因此微调手轮转动一个小刻度，相当于动镜移动了0.0001mm ，加上一位估读位，可读到0.00001mm 位。反射镜1M 、2M 的方位可通过其后面的三个螺钉来调节，在反射镜2M 的下方还有两个互相垂直的拉簧螺丝用以微调2M 的方位。 2、点光源产生的非定域干涉条纹及激光波长的测量 激光经短透镜会聚后成为一点光源，水平入射到分 光板上，经M 1、M 2反射后产生的干涉现象等效于两个 虚光源S 1、S 2'发出的光产生的干涉，如图所示。S 1、S 2' 分别是点光源经G 被M 1、M 2反射所成的像，虚光源S 1、 S 2'发出的光由于是同一束光分出的两束光，具有相干 性，在其相遇的空间处处相干，因此是非定域干涉。用 S 1 S ·
激光光学干涉仪安全操作及保养规程 前言 激光光学干涉仪是一种精密的光学测量仪器，尤其在大量精密测量 和制造领域中得到了广泛应用。正确定用和保养干涉仪，不仅可以保 证测量结果的精准度和可靠性，同时也是确保工作环境及人身安全的 必要条件。本文将为干涉仪操作人员提供一份安全操作和保养规范， 希望能够对干涉仪的正确操作和保养提供帮助。 安全操作规程 1. 工作环境要求 运行激光光学干涉仪时，需要在洁净、尘埃较少、光线不杂乱且空 气流通的环境中进行。操作前需要将干涉仪所在地区的电气设备进行 检查，确保设备与干涉仪相邻的电缆、线路没有短路或者其他问题， 确保设备和人员的安全。此外，工作环境中不应有明火和易爆物品。 2. 操作规定 对于干涉仪的操作，使用说明书必须认真阅读，并且事先要了解该 干涉仪的一般性能、操作方法和注意事项。首先需要确保开关电源开 关处于关闭状态。按照使用说明书所规定的程序和方法进行测试测量。如果有任何意外情况发生，应立即关闭电源，并通报相关人员处理。
3. 使用注意事项 在干涉仪进行工作时，应保持仪器整洁，不要让灰尘、油污等脏物附着到光学组件表面或内部，以避免影响测量精度。同时，操作人员应佩戴防护眼镜，以确保不会因多次作业而导致眼睛受损。 在进行干涉仪操作时，需要确保自己的手持工具手扶梯都是干净的防止干扰到光学组件的测量结果。操作完成后，应及时关闭干涉仪并清理工作台。同时，保留充足的操作资料，以便对测量结果进行分析和后续操作。 4. 紧急处理 在干涉仪操作过程中，如遇有任何故障或不正常情况出现，应立即关闭电源，防止潜在危险。如果操作人员对于故障的性质或处理方式不确定时，不要私自进行操作。应立即联系维修人员或相关部门进行处理。 干涉仪保养规程 1. 日常保养 在光学干涉仪设备运行和测量过程中，需要做到设备、仪器、运行环境的干净整洁。为此，有以下几方面的工作要求： •定期清洁设备表面，应采用干净的软布等清洁设备表面，确保无尘。 •定期清洁仪器附件，如反射镜、补偿镜、光纤、泊松比屏等，应用专用清洁器械进行清洁。清洁反射镜时，需要先用地蜡
物理实验技术中激光干涉仪操作步骤详解 激光干涉仪是一种常用的物理实验技术，它利用激光的干涉现象来测量光学元 件的性能。本文将详细介绍激光干涉仪的操作步骤，包括调节光路和实施测量等过程。 首先，激光干涉仪的调节光路是关键的一步。在调节光路之前，我们需要准备 好一束稳定、单色的激光器和一些基本的光学元件，例如反射镜、透镜等。 1. 校准光路：首先，将激光器稳定放置在平坦的台面上，并连接好电源。然后，使用一块平行玻璃或反射镜将激光器的光束分成两束，使其相互平行。这可以通过调节反射镜的角度来实现。 2. 调整波长：使用光学元件来调整激光器的波长，以匹配干涉仪所使用的光学 元件。这可以通过调节光栅或控制激光器参数等方法来实现。 3. 调整光路长度：在干涉仪中，需要调整光路的长度，使得两束光相互干涉。 这可以通过移动反射镜或调节镜子的位置来实现。需要注意的是保持两束光的相对位置稳定，以避免干涉产生失真。 完成光路的调节后，我们可以开始实施测量。激光干涉仪的主要测量对象包括 薄膜膜层、透镜曲率、表面形貌等。 1. 薄膜测量：将待测薄膜放置在干涉仪的光路中，通过测量光的干涉条纹来确 定薄膜的厚度或者折射率。这可以通过调节光路长度或者改变薄膜的位置来实现。 2. 透镜曲率测量：将待测透镜放置在光路中，通过测量光的干涉条纹来确定透 镜的曲率半径。这可以通过调节光路长度或者改变透镜的位置来实现。 3. 表面形貌测量：通过测量光的干涉条纹来确定物体表面的形貌。这可以通过 调节光路长度、移动探测器位置或者改变样品的位置来实现。
在进行测量过程中，我们需要注意以下几点： 1. 确保实验环境的稳定性，如避免外界震动和温度变化对实验的影响。 2. 实施测量时应使用合适的探测器，如光电二极管或相机。探测器的位置应在干涉条纹中心，以保证测量的准确性。 3. 进行实验时要小心避免对光学元件的损坏，尤其是透镜和反射镜，避免触摸它们的表面。 通过以上步骤，我们可以成功地进行激光干涉仪的操作和测量。这一实验技术在材料研究、光学设计以及精密仪器制造等领域都有广泛的应用，为科学研究和工程实践提供了重要的工具和方法。 总而言之，激光干涉仪作为一种常用的物理实验技术，可以通过调节光路和实施测量来对光学元件的性能进行评估。熟练掌握激光干涉仪的操作步骤，有助于提高实验的准确性和效果，为相关领域的研究和应用提供技术支持。
激光干涉仪的使用教程 激光干涉仪是一种常见的光学测量装置，可以用于测量物体的长度、形状和表面的平整度等。本文将介绍激光干涉仪的基本使用方法，帮助读者快速掌握这一技术。 一、仪器准备 在使用激光干涉仪之前，我们首先需要准备好所需的仪器和材料。激光干涉仪主要由激光发生器、光学平台、干涉装置和探测器等组成。确认这些仪器和材料完好无损，并确保仪器的稳定性和准确性。 二、调整仪器 使用激光干涉仪之前，我们需要对仪器进行调整，以确保其正常工作。首先，将激光发生器插入电源，打开电源开关。仪器启动后，等待一段时间，使激光充分发挥作用。然后，通过调整光学平台和干涉装置的位置，使激光光束垂直射向目标物体。 三、设定测量参数 在激光干涉仪的使用过程中，我们需要设定一些测量参数，以获得所需的测量结果。这些参数包括光程差、相位移、干涉图的放大倍数等。根据实际测量需要，选择合适的参数，并进行相应的设置。 四、开始测量 一切准备就绪后，我们可以开始进行实际的测量工作了。在进行测量前，确保测量环境稳定，并尽量减小外界干扰。然后，将待测物体放置在光学平台上，并调整激光光束的位置和角度，使其能够覆盖待测物体的整个表面。 五、记录数据
在进行测量过程中，我们应该及时记录测量结果和数据。可以使用计算机或其他记录设备，将测量结果保存下来，以备后续分析和处理。同时，应该对数据进行分析和统计，以获得更准确的测量结果。 六、数据处理 在激光干涉仪的使用过程中，我们经常需要对测量数据进行处理和分析。这包括数据的滤波、平均和曲线拟合等。通过对数据进行处理，我们可以得到更加精确的测量结果，并获得更多有用的信息。 七、应用领域 激光干涉仪具有广泛的应用领域。它可以用于测量光学元件的表面形状、光学透明薄膜的厚度、机械零件的平整度和曲率等。同时，激光干涉仪还可以用于光学几何测量、材料表面形貌分析和激光工艺等方面。 八、注意事项 在使用激光干涉仪时，我们需要注意一些安全事项。首先，激光光束对眼睛有一定的伤害，使用过程中应戴上适当的防护眼镜。其次，激光干涉仪的工作环境应保持相对干净和安静，避免尘埃和干扰。此外，操作人员应接受相关培训并具备相关知识，以确保安全操作。 通过本文的介绍，相信读者对激光干涉仪的使用方法有了更深入的了解。使用激光干涉仪能够帮助我们更准确地测量物体的长度和形状，提高工作效率和质量。同时，了解激光干涉仪的基本原理和使用技巧，也有助于我们更好地应用于实际工作中，并探索更多的潜在应用领域。
光学干涉实验技术的使用教程 近年来，光学干涉实验技术在科研领域逐渐得到广泛运用，尤其是在物理、化学、生物等领域。本文将介绍光学干涉实验技术的基本原理、实验步骤以及注意事项，希望对初学者有所帮助。 一、原理 光学干涉实验技术是利用光的波动性质，通过光程差的变化来观察和测量光的相位变化。其基本原理可概括为光的干涉现象，即两束光波相遇后相互干涉，产生明暗交替的干涉条纹。根据光的波长和光程差的变化，我们可以通过测量干涉条纹的位置和形状来推导出需要的实验结果。 二、实验步骤 1. 实验准备 在进行光学干涉实验之前，需要准备光源、干涉装置、探测器等实验器材。光源可以选择激光器或白光源，具体根据实验需求来定。干涉装置通常包括分光镜、反射镜、透镜等，用于将光束分离、反射和折射。探测器可以是干涉仪、干涉计、CCD相机等，用于记录和分析干涉条纹信息。 2. 干涉实验的调试 调试是进行干涉实验的关键步骤。首先，确保光源的稳定性和一致性，以获得稳定的光束。然后，通过调整干涉装置的位置、角度和光程差来控制干涉条纹的位置和形状。在调试过程中，需要注意避免颤动和震动，以确保实验的准确性和可重复性。 3. 干涉条纹的观察和测量
一旦实验调试完毕，可以通过目视观察或使用探测器来观察和测量干涉条纹。 在目视观察中，可以使用放大镜或显微镜来增强观察效果。在使用探测器时，需要根据实验需求选择合适的采样频率和数据分析方法。同时，还需要考虑噪声的影响，并进行相应的信噪比处理。 三、注意事项 1. 实验环境的稳定 光学干涉实验对实验环境的稳定性要求较高，尤其是温度和湿度的控制。一般 来说，实验室的温度应保持在恒定的范围内，并应该避免强光、强磁场、强震动等外界干扰。 2. 实验器材的精准度 干涉实验所使用的器材需要具备较高的精准度，尤其是光源、光学元件和探测器。在选择器材时，应优先考虑其稳定性、线性度和分辨率等指标。 3. 数据处理的准确性 干涉实验的数据处理也是实验的关键环节。在处理数据时，需要注意选择合适 的算法和模型，以及进行合理的误差分析。在测量过程中，还需要遵守测量原则，避免人为误差的引入。 综上所述，光学干涉实验技术在科研领域有着广泛的应用前景，掌握和使用光 学干涉实验技术对于进行精密测量和实验研究是至关重要的。通过深入了解实验原理、熟练掌握实验步骤，并注意实验环境和数据处理的细节，就能够更好地进行光学干涉实验，获得准确的实验结果。希望本文的教程对初学者有所帮助，为光学干涉实验的学习和应用提供参考。
激光实验方法与技巧指南 激光实验是物理、光学等领域中重要的研究手段之一，具有高强度、单色性好、方向性强等特点，可用于精密测量、材料加工和研究等方面。然而，激光实验的操作需要谨慎并且要掌握一些基本的方法与技巧。本文将为大家介绍一些激光实验的基本方法与技巧，希望能对正在进行或即将进行激光实验的读者有所帮助。 一、激光实验前的准备工作 在进行激光实验之前，首先需要了解使用的激光器的性能参数，包括激光输出 功率、频率、波长、光束质量等。同时，还需要熟悉实验所需的仪器设备，如激光束展宽器、聚焦镜头、光谱仪等。此外，还需要了解激光实验涉及的安全知识，如激光辐射的危害、安全操作规程等，并按照相关规定进行安全防护设施的搭建，确保实验人员和实验环境的安全。 二、激光实验中的光束调整技巧 在激光实验过程中，光束的调整是非常关键的一步。首先，需要调整光束的准 直性，即使光束尽可能平行并保持良好的质量。可以通过调整准直镜或平行板来实现。其次，需要调整光束的聚焦效果，使其能够满足实验要求。对于需要进行高精度聚焦的实验，可以利用自适应光学元件或非线性光学效应来实现。 三、激光实验中的干涉与衍射技巧 干涉与衍射是激光实验中常见的现象和实验方法。在进行激光干涉实验时，可 以利用干涉仪器件，如迈克尔逊干涉仪、杨氏双缝干涉仪等，来观察和测量干涉条纹。在进行激光衍射实验时，可以利用衍射光栅、衍射实验装置等来观察和研究衍射现象。在实验中，还需要注意避免对干涉或衍射实验装置施加过多的振动或机械干扰。 四、激光实验中的激光参数测量技巧
在激光实验中，对激光的各种参数进行精确测量是十分重要的。例如，测量激 光的功率可以使用光功率计或能量测量仪；测量激光的频率可以使用光谱仪或频率计等。需要注意的是，对于高功率激光实验，要特别小心防止激光损伤测量设备，同时要合理选择适用的测量仪器和方法。 五、激光实验中的样品制备与检测技巧 在激光实验中，样品的制备和检测是不可忽视的重要环节。对于材料加工实验，需要选择合适的材料和制备方法，并进行表面处理以提高激光与其相互作用的效果。对于光学测量实验，需要注意样品的准备和稳定性，避免样品因湿度、温度等原因引起的变化。同时，要合理选择合适的检测方法和设备，以获取准确的实验结果。 六、激光实验中的数据处理与结果分析 在激光实验完成后，对实验数据进行处理和结果分析是非常重要的。可以使用 图像处理软件、光谱分析软件等工具对实验数据进行处理和分析。同时，要注意对实验结果进行可靠性验证和合理解释，以确保实验结果的准确性和可信度。 总之，激光实验是一个既有挑战性又有趣味性的研究领域，需要研究者熟悉实 验的基本方法与技巧。本文介绍了激光实验前的准备工作、光束调整技巧、干涉与衍射技巧、激光参数测量技巧、样品制备与检测技巧以及数据处理与结果分析等方面的内容。希望这些指南能够帮助读者更好地进行激光实验，并取得准确、可靠的实验结果。
物理实验技术中的光学仪器使用方法指南 引言： 物理实验中，光学仪器的使用是非常重要的。然而，许多学生在实验室中使用 光学仪器时会感到困惑。本文将为您介绍物理实验技术中常见的光学仪器使用方法，帮助您更好地完成实验。 一、显微镜的使用方法 显微镜是实验室中常用的光学仪器之一，用于观察微小物体。使用显微镜时， 首先要调节目镜和物镜的焦距。将待观察的物体放置在载玻片上，并轻轻放在显微镜台上。通过转动调焦轮，将物体调焦到清晰可见的状态。调节镜筒的焦距使目镜和物镜之间的像重新聚焦，以便观察更清晰的图像。 二、干涉仪的使用方法 干涉仪是用于干涉现象的研究的仪器。在使用干涉仪之前，必须保证实验环境 的稳定性。将待测物体放置在干涉仪的入口处，并打开光源。通过调整光源的位置和方向，找到干涉条纹的最佳对应位置。可以通过旋转或移动反射镜来调整干涉的光路。在观察干涉现象时，要保持仪器的稳定状态，避免不必要的震动和干扰。三、光栅的使用方法 光栅是实验室中常用的用于分析光谱的仪器。使用光栅时，需要注意光栅的选 择和安装。选择适当的光栅材料和线密度，以满足实验需求。将光栅安装在光路中，并根据实验要求调整光源的位置和方向。通过旋转光栅，可以观察到不同的光谱现象。此外，要保持光栅的清洁和稳定性，以获得准确可靠的实验结果。 四、激光器的使用方法
激光器是一种高度聚焦的光源，被广泛应用于实验室中。在使用激光器之前， 必须确保安全操作。佩戴适当的激光防护眼镜，并将激光器放置在稳固的表面上。调整激光器的功率和聚焦距离，使其符合实验要求。在操作过程中，要避免直接照射激光束，并注意光线的反射和漫射。使用完毕后，及时关闭激光器并保持清洁。 结论： 在物理实验技术中，光学仪器的使用方法直接影响实验结果的准确性和可靠性。在使用光学仪器时，需要注意调节仪器的焦距、光源的位置和方向，保持仪器的稳定性和清洁。只有掌握了正确的使用方法，才能更好地应用光学仪器进行实验研究。希望本文介绍的光学仪器使用方法指南能对您的实验工作有所帮助。
使用激光干涉技术的物理实验实施建议与操 作指南 引言部分： 激光干涉技术作为一种重要的实验方法，被广泛应用于物理学和工程领域。它 通过测量光波的相位差，可以实现高精度的距离测量和形貌分析。然而，由于激光干涉技术的复杂性和高精度要求，操作上存在一定的挑战。本文旨在为使用激光干涉技术进行物理实验的科研人员提供一些建议和操作指南，以确保实验的准确性和可靠性。 一、光路设计与激光部件选取 在进行激光干涉实验之前，首先需要进行光路设计。合理的光路设计可以最大 程度地减小噪声干扰，提高测量精度。同时，在选择激光部件时，需要考虑激光器的波长、功率、稳定性等因素，以满足实验需求。此外，还应选择合适的激光衰减器和滤光片，以便对光强进行调节和控制。 二、光路对齐与调整 激光干涉实验中，光路的准直与对齐是确保实验可行性和精度的关键步骤。首先，需要调整激光器的准直度，使激光束的中心线与光轴重合。其次，通过与参考光束的干涉，调整信号光束的传输方向和波前质量，以获得清晰的干涉条纹。此外，还需要使用合适的光学元件和望远镜等设备对光路进行调整，以确保光束的稳定性和定位精度。 三、背景噪声的抑制 在激光干涉实验中，背景噪声是影响干涉信号质量的主要因素之一。为了抑制 背景噪声，可以采取以下措施：首先，在实验环境中采取防尘、防震、防振动等措
施，以减小外界干扰。其次，使用光学隔离器和光谱滤光片等设备，削弱背景光的干扰。此外，可以通过频率调制、码盘装置等方法，提高信号与背景噪声的信噪比。 四、干涉仪的调节与稳定 在激光干涉实验中，干涉仪的调节和稳定是保证实验准确性的关键因素。首先，需要调整和校验干涉仪的各项参数，如迈克尔逊干涉仪的两个反射镜的位置和角度。其次，要保证干涉仪的稳定性，在实验过程中，要防止外力振动、光源波动等因素对干涉仪产生影响。此外，要经常校准干涉仪，确保其工作状态正常。 五、数据采集与分析 激光干涉实验产生的干涉信号需要进行数据采集和分析。在进行数据采集前， 要进行合适的信号放大和滤波处理，以提高信号的精度和稳定性。然后，可以使用合适的数据采集设备和软件进行信号记录和储存。最后，根据实验需求，通过合适的算法和计算方法对数据进行分析和处理，得到准确的结果。 结论部分： 通过本文的介绍，我们对使用激光干涉技术的物理实验实施建议和操作指南有 了一定的了解。在进行激光干涉实验时，光路设计与优化、光路对齐与调整、背景噪声的抑制、干涉仪的调节与稳定以及数据采集与分析等方面都需要注意。只有综合考虑各个因素，并严格操作，才能确保实验的准确性和可靠性。希望本文的内容对于使用激光干涉技术进行物理实验的科研人员有所帮助。
迈克尔逊干涉仪操作规程 型号：WSM─200生产制造厂商：浙江光学仪器制造有限公司 一、仪器设备使用条件 1．温度、湿度等环境要求：温度10°C-35°C，湿度25%—75% 2．周围是否可以有强烈震动：对振动极为敏感，实验时应无振动 3．周围的气流、气味和物质要求：无腐蚀性气体 4．安装及周围距离要求：每桌一台 5．电压、电流要求：AC 220V 6．其他特殊要求：无 二、仪器设备操作 1．主要性能、主要技术参数 迈克尔逊干涉仪 （1）移动镜行程：200mm （2）微动手轮分度值：0.0001mm （3）波长测量精度：当条纹计数为100时，测定单色光波长的相对误差<2% （4）导轨直线性误差：±24" （5）分光板、补偿板平面度：λ/30 （6）移动镜参考镜平面度：λ/20 （7）仪器外形尺寸(mm)：长500×宽210×高360 （8）仪器净重：15kg He-Ne激光器 （1）波长：632.8nm （2）工作电流10mA （3）工作电压AC 220V 2．正确的操作方法、必须的操作步骤、操作要领、劳动防护用品正确
使用和操作过程中禁止的行为 非定域干涉条纹的调节： （1）将动镜M1的位置调到33cm左右，这时M2的像M2’与M1大致重合，称为零光程。 （2）在观察位置处放置一观察屏，使激光束的取向大致垂直于迈克尔逊干涉仪的导轨，并射向分光镜G1的中间，这时观察屏上会出现两排各三个小光斑，其中每排中最亮的一个光斑分别是M1、M2第一次所反射的，另几个较暗的光斑，则是补偿板反射的及M1、M2多次反射产生的，要注意区别。 （3）仔细调节移动镜M1及固定镜M2后面的三颗调节螺丝，使两个最亮的光斑重合，这时已能在光斑中看到干涉条纹。在光源与干涉仪间加一个扩束镜，使激光束通过扩束镜后成为点光源，将其产生的扩束光均匀地照射在G1中部，通过观察屏，根据干涉条纹的形状，仔细调节M2水平、垂直微调螺丝，直至看到圆心处在干涉图样中心的一组明暗相间的同心圆。 （4）转动微调鼓轮，在消除了传动系统的空程差后，即可进行相关测量。定域干涉条纹的调节： （1）在光源的光路中靠近迈克尔逊干涉仪处放置毛玻璃片或半透明白纸，使光源（应是单色光源，如钠光灯）经漫反射后成为扩展光源。去掉观察屏，用眼睛直接观察M1，则会看到定域干涉条纹。当眼睛上下、左右移动时，若看到同心圆的圆心随眼睛的移动而移动，并有冒出或缩进的现象，说明M1和M2没有完全垂直，观察到的是定域等厚干涉条纹。应仔细调节水平、垂直微调螺丝，直到圆心仅随眼睛的移动而移动，但没有冒出或缩进条纹的现象。这时达到M1和M2严格垂直，观察到的即为等倾干涉条纹。 （2）转动微调鼓轮，在消除了传动系统的空程差后，即可进行相关测量。 3．保证仪器设备与人身安全注意事项，对可能出现紧急异常情况的处理方法、步骤和应急措施
激光干涉仪对光操作指南 6.1 使用前的工作 6.1.1 为什么要对光？ 对光的目的是为了让检测的光线能准确返回激光干涉仪上，让激光干涉仪得到最强的反馈信息，以便计算实际的行程数值。 6.1.2 影像线性测量精度的因素包括哪些？ ①、死程误差 死程误差是在线性测量过程中与环境因素改变有关的误差，这时已采用 EC10 自动补偿功能。在正常状况下，死程误差并不大，而且只会发生在定标后以及测量过程中的环境改变。 路径 L2的激光测量死程误差与两个光学元件间的距离有关，此时系统定标为 L1，请参阅图 1。若干涉镜及反射镜之间没有动作，且激光束四周的环境状况有所改变，整个路径(L I + L2)的波长（空气中）都会改变，但激光测量系统只会对 L2距离进行补偿。因此，死程测量误差会由于光束路径 L1没有获得补偿而产生。 图 1 - 死程误差 不过，若当设定定标时固定和移动镜组彼此邻接，死程误差就可忽略不计。如下图 2 所示。
图 2 - 死程误差可不计时的正确设置 如果可能，定标激光器时使镜组互相靠近。若定标激光器时镜组彼此相隔不到 10 mm，则正常状况下的死程误差就可忽略。机床几何显示当移动镜组位于轴的零点位置，这两个镜组彼此分得最开，此时可用预置功能来避免与定标激光干涉镜系统有关的潜在死程误差。 ②、余弦误差 激光束路径与运动轴之间存在的任何未准直都会造成测得的距离和实际的运动距离之间有差异，如图 1 所示。 图 1 - 余弦误差. 此未准直误差通常被称为余弦误差。此误差的大小与激光束和运动轴间的未准直角度有关，如图 1 中的。 当激光测量系统与运动轴未准直时，余弦误差会使得测量的距离比实际距离要短。随着角度未准直的增加，误差也跟着显著增加，如下表所示： 角度 ( mm/metre) 角度 （弧分） 误差( ppm) 0.45 1.00 1.40 3.20 4.50 10.00 1.53 3.43 4.87 10.87 15.39 35.39 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0 50.0 要使余弦误差达到最小，测量激光束必须准直，并与运动轴平行。在长于一米的轴上，使用提供的准直步骤很容易达到这个目的。但在较短的轴上就变得相当困难，需用下面方法来最优化准直并使余弦误差最小： •最大化激光读数 •自动反射方式 •设置直线度测量过程中的斜率消除
迈克尔逊干涉实验 实验前请认真阅读本要点： （1）听完课后，同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关容，特别是P189的干涉仪光路图（图5-61）、P191公式（5-123、5-124）的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。 测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验容1。 注：迈克尔逊干涉仪有仿真实验，同学们可以在实验之前用其进行预习。 仿真实验位于： 桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验 v2.0（第二部分），其中 大学物理仿真实验 v2.0（第二部分）.exe为正式版，大学物理仿真实验示教版 v2.0（第二部分）.exe为示教版，同学们在使用之前可先看示教版。（2）实验容 1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法，并记录位置改变时干涉条纹的变化，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。 2）根据逐差法的要求确定如何合理测量数据，规记录实验数据及已知参数等。 3）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案。 4）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。 （3）阅读F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)），了解需测量的数据要求（处理需用逐差法），确定如何进行数据测量。根据需测量的数据，在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象，即先测量一小部份数据，弄清测量的重点与难点，确定测量方法，然后进行正式测量。
（4）测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的，需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法，并了解干涉条纹的变化情况，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。（一些问题详见附录4 疑难解答） 测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构（包括如何读数、校零、消空程等）。 测量固体试件的线膨胀系数的同学还要掌握如何正确进行控温（详见38的实验容1）。 M镜（5）测波长的同学（后十位同学）需每冒出（或缩进）50环，读一次 1 的位置，至少连续测8组，将数据填入表格，并观察其实验现象。 测线膨胀系数的同学（前十位同学）可以采用按升高（降低）一定的温度（例如2℃）测量试件伸长量的方法(采用逐差法)进行测量，要求连续测量8组；也可以采用按试件一定的伸长量（例如由20个干涉环变化算出的光程差），测出所需升高（降低）温度的方法进行测量，要求连续测量8组。 注：测波长或测线膨胀系数只需做其中之一，但两个实验都需要掌握；请注意数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)）。 （6）将所测量数据输入相应的数据处理文件（位于F盘，共有迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)三个文件），不要关闭文件，让老师检查数据是否合格。 （7）数据合格后重新用新报告纸按要求记录所测数据（并记录其标准值或参考值，详见附录1 数据记录要求），将原始数据与仪器使用登记本一并让老师签字，并了解如何处理所测数据（详见附录 2 数据处理要求）及逐差法相关知识（附录3 逐差法处理实验数据）； （8）在预习报告后根据实际实验加上实验容、实验步骤； （9）重新对仪器进行调节，熟悉调节要点，并观察相应的实验现象，掌握迈克尔逊干涉仪及线膨胀系数测定仪的调节与使用； （10）掌握迈克尔逊干涉仪仿真实验的使用，并利用其进行复习及进行实验，
API激光干涉仪直线轴使用校验操作方法 二、FANUC Oi系列 CNC数控系统定位精度误差补偿 2.1螺距误差及反向间隙补偿参数介绍: 直线轴的数控精度补偿必须设定的参数有: (1No.1320 各轴的正向软限位。 (2No.1321各轴的负向软限位。 (3No.1800#4 切削进给和快速进给是否分别进行反向间隙补偿,0:否、 1:是。 (4No.1851 各轴的切削进给反向间隙补偿量,单位μm。 (5No.1852 各轴的快速进给反向间隙补偿量,单位μm。 (6No.3620 各轴参考点的螺距误差补偿号码,范围:0~1023。 (7No.3621各轴负方向最远端的螺距误差补偿号码,范围:0~1023。 (8No.3622各轴正方向最远端的螺距误差补偿号码,范围:0~1023。 (9No.3623各轴螺距误差补偿倍率,范围:0~100。①注释:存在不规律 现象,视设备出厂设置倍率为一倍,除去被厂商锁定的情况,下文会针对常见数设备倍率的选择做出解释。 (10No.3624 各轴螺距误差补偿点的间距,即螺距,范围:0~99999999. (11No.8135#0 NPE 使用存储型螺距误差补偿,此参数可以屏蔽螺距误差 功能
2.2补偿前的准备工作: (1查看上述所介绍的参数,用以确定机台螺距误差补偿的地址及所需测量的各轴的行程、螺距(数据采样的位置间隔,通过所需测量的行程与螺距来确定所需要采样的点数。 (2导入测试时使用的自动采样数据程式,需要对机床进行预热,使机床达到正常使用的热平衡状态。②注释:不同螺距,不同行程的机台自动数据采样程式时是存在区别的,但大同小异,下文会通过实例进行阐述。 (3确定伺服电机位置环增益XYZ各轴是否相同(参数1825,βi系列电机一般情况下3000左右,αi系列电机一般5000左右。 (4对激光干涉进行预热。激光干涉在进行预热状态时,激光会不间断的闪烁。通过RJ45网络通讯协议,与PC链接好后,PC此时会显示未就绪来提示,当激光干涉预热完成后,激光停止闪烁,PC页面提示路径错误,此时激光干涉仪预热完成。 (5架设干涉仪镜组架。 通过大丸RM600立式加工中心实例程式做以下解释。 O0001 主程序名 G28G0X0. 返回X轴参考点 G91 采用增量方式进给 G4X1. 暂停1秒 G0X2.0 正方向越程2毫米 G4X1. 暂停1秒
镭射干涉仪操作手册
手册内容 一.RENISHAW 公司简介 1 二.镭射干涉仪原理 2 (1)波的速度 3 (2)干涉量测原理 3 (3)镭射干涉仪 4 (4)镭射干涉仪一般量测项目 4 三.注意事项 5 四.镭射干涉仪防止误差及保养 5 (1)镭射干涉仪防止误差 5 (2)镭射干涉仪保养方法 6 五.安全及注意事项 6 六.镭射光原理及特性7 七.镭射硬件介绍8 八.镭射架设流程图15 九.定位量测原理及操作16 (1)线性定位量测原理16 (2)量测方式17 十.镭射易发生之人为架设误差20 (1)死径误差20 (2)余弦误差21 (3)阿倍平移误差21 十一.镭射操作之步骤22 (1)软件安装之步骤22 (2)执行量测软件22 (3)定位量测硬件架设之操作23 (4)镜组架设前之注意事项24 (5)镜组架设之步骤24 十二.定位量测之程序范例29 十三.定位量测之软件操作步骤30 热漂移量测38 快速功能键44 十四.动态软件量测之操作45 (1)动态量测硬件之架设45 (2)执行量测之软件46 (3)位移与时间48 (4)速度与时间49 (5)加速度与时间50 十五.角度量设之操作52 (1)注意事项52 (2)镜组架设的种类53 (3)镜组架测之步骤54 (4)角度量测之软件操作步骤57 十六.RX10旋转轴之量测62 (1)说明62
(2)硬件配件之介绍62 (3)硬件操作之步骤64 (4)软件操作之步骤67 十七.直度量测之操作75 (1)直度之分类75 (2)直度量测之硬件架设75 (3)镜组架设之步骤75 (4)直度软件之操作步骤80 十八.Z轴直度镜组织架设方法85 十九.垂直度量测之操作89 (1)垂直度镜组架设之步骤89 (2)软件操作之步骤95 二十.平面度量测之原理与操作101 (1)硬设备101 (2)操作之原理102 (3)镜组架设之步骤102 (4)软件操作之步骤110